线性代数_北京邮电大学出版社(戴斌祥_主编)习题答案(、2、3、4、5)
线性代数北京邮电大学出版社§2.4

结束
λx2 + 2x3 =1 λx1 + ) 3x3 =1 例2 问线性方程组 λx1 +(2λ −1 x2 + λx1 + λx2 +(λ +3)x3 = 2λ −1 中λ 取何值时, 方程组无解, 有唯一解 或有无穷多解. 解法2 解法 . 对增广矩阵作行初等变换
分析: 分析 对应齐次方程组基础解系含 4 – 2 = 2 个解向量,
备用题
−1 0 r r r r 2 x − x = 1 x1 −x3 = , 2 3 1 0 1 2 为对应齐次方程的解, 且线性无关
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r2 ÷3 1 −2 5 12 5 7 10 0 1 −3 −3 − 3 0 0 0 0 0
1 0 1 −1 − 5 3 3 3 r +2r2 1 0 1 − 7 − 2 −10 3 3 3 0 0 0 0 0
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
R(A) = A(A) = 2 < 4
解: 对增广矩阵作初等行变换 1 −2 5 1 5 r −r 1 −2 5 1 5 2 −1 3 0 0 3 1 0 3 −7 −2 −10 A= 1 −5 12 3 15 r2 −2r 0 −3 7 2 10 1 r +r2 1 −2 5 1 5 3 0 3 −7 −2 −10 0 0 0 0 0
r r Ax = b的通解为
齐次方程通解 非齐次方程特解
作业: P97 11(2),(3);
12
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1 0 1 r 2 r 1 r 0 设A为3×4 矩阵, 秩(A) = 2, x1 = , x2 = , x3 = 0 1 0 3 2 1 r r r r 是方程组 Ax = b (b ≠ 0)的三个特解, 则它的通解为 r r r r r r x = x1 +C1(x1 − x2) +C2(x1 − x3)
《线性代数》课后习题答案

《线性代数》课后习题答案第一章行列式习题1.11. 证明:(1)首先证明)3(Q 是数域。
因为)3(Q Q ?,所以)3(Q 中至少含有两个复数。
任给两个复数)3(3,32211Q b a b a ∈++,我们有3)()3()3)(3(3)()()3()3(3)()()3()3(21212121221121212211212122 11b a a b b b a a b a b a b b a a b a b a b b a a b a b a +++=++-+-=+-++++=+++。
因为Q 是数域,所以有理数的和、差、积仍然为有理数,所以)3(3)()3()3)(3()3(3)()()3()3()3(3)()()3()3(2121212122112121221 121212211Q b a a b b b a a b a b a Q b b a a b a b a Q b b a a b a b a ∈+++=++∈-+-=+-+∈+++=+++。
如果0322≠+b a ,则必有22,b a 不同时为零,从而0322≠-b a 。
又因为有理数的和、差、积、商仍为有理数,所以)3(33)(3)3()3)(3()3)(3(332222212122222121222222112211Q b a b a a b b a b b a a b a b a b a b a b a b a ∈--+--=-+-+=++。
综上所述,我们有)3(Q 是数域。
(2)类似可证明)(p Q 是数域,这儿p 是一个素数。
(3)下面证明:若q p ,为互异素数,则)()(q Q p Q ?。
(反证法)如果)()(q Qp Q ?,则q b a p Q b a +=?∈?,,从而有q ab qb a p p 2)()(222++==。
由于上式左端是有理数,而q 是无理数,所以必有02=q ab 。
所以有0=a 或0=b 。
线性习题答案解析(1)线性代数答案解析北京邮电大学出版社戴斌祥主编

线性代数习题及答案习题一 (A 类)1. 求下列各排列的逆序数.(1) 341782659; (2) 987654321;(3) n (n 1)…321; (4) 13…(2n 1)(2n )(2n 2)…2.【解】(1) τ(341782659)=11; (2) τ(987654321)=36;(3) τ(n (n1)…3·2·1)= 0+1+2 +…+(n1)=(1)2n n -; (4) τ(13…(2n 1)(2n )(2n 2)…2)=0+1+…+(n 1)+(n 1)+(n 2)+…+1+0=n (n 1).2. 求出j ,k 使9级排列24j157k98为偶排列。
解:由排列为9级排列,所以j,k 只能为3、6.由2排首位,逆序为0,4的逆序数为0,1的逆序数为3,7的逆序数为0,9的为0,8的为1.由0+0+3+0+1=4,为偶数.若j=3,k=6,则j 的逆序为1,5的逆序数为0,k 的为1,符合题意;若j=6,k=3,则j 的逆序为0,5的逆序数为1,k 的为4,不符合题意. 所以j=3、k=6.3. 写出4阶行列式中含有因子2234a a 的项。
解:D 4=1234()11223344(1)j j j j j j j j a a a a τ-由题意有:232,4.j j ==故1234141243243241j j j j j j ⎧==⎨⎩ D 4中含的2234a a 项为:(1243)(3241)1122344313223441(1)(1)a a a a a a a a ττ-+-即为:1122344313223441a a a a a a a a -+4. 在6阶行列式中,下列各项应带什么符号? (1)233142561465a a a a a a ;解:233142561465142331425665a a a a a a a a a a a a = 因为(431265)6τ=,(431265)6(1)(1)1τ-=-=所以该项带正号。
线性代数北京邮电大学出版社戴斌祥主编习题答案

线性代数习题及答案(北京邮电大学出版社?戴斌祥主)编习题一 (A 类)1. 求下列各排列的逆序数.(3) n (n ?1)…321; (4) 13…(2n ?1)(2n )(2n ?2)…2. 【解】(1) τ (2) τ(3) τ(n (n ?1)…3·2·1)= 0+1+2 +…+(n ?1)=(1)2n n -; (4) τ(13…(2n ?1)(2n )(2n ?2)…2)=0+1+…+(n ?1)+(n ?1)+(n ?2)+…+1+0=n (n ?1). 2. 求出j ,k 使9级排列24j157k98为偶排列。
解:由排列为9级排列,所以j,k 只能为3、6.由2排首位,逆序为0,4的逆序数为0,1的逆序数为3,7的逆序数为0,9的为0,8的为1.由0+0+3+0+1=4,为偶数.若j=3,k=6,则j 的逆序为1,5的逆序数为0,k 的为1,符合题意;若j=6,k=3,则j 的逆序为0,5的逆序数为1,k 的为4,不符合题意. 所以j=3、k=6.3. 写出4阶行列式中含有因子2234a a 的项。
解:D 4=1234()11223344(1)j j j j j j j j a a a a τ-由题意有:232,4.j j ==故1234141243243241j j j j j j ⎧==⎨⎩ D 4中含的2234a a 项为:(1243)(3241)1122344313223441(1)(1)a a a a a a a a ττ-+-即为:1122344313223441a a a a a a a a -+4. 在6阶行列式中,下列各项应带什么符号? (1)233142561465a a a a a a ;解:233142561465142331425665a a a a a a a a a a a a = 因为(431265)6τ=,(431265)6(1)(1)1τ-=-=所以该项带正号。
线性代数课后习题答案全)习题详解

线性代数课后习题答案全)习题详解前言因能力有限,资源有限,现粗略整理了《工程数学线性代数》课后习题,希望对您的了解和学习线性代数有参考价值。
第一章行列式1.利用对角线法则计算下列三阶行列式:(1)381141102---;(2)b a c a c b c b a ; (3)222111c b a c b a ;(4)y x y x x y x yyx y x +++. 解(1)=---381141102811)1()1(03)4(2??+-?-?+?-?)1()4(18)1(2310-?-?-?-?-??-=416824-++-=4-(2)=ba c a cb cb a ccc aaa bbb cba bac acb ---++3333c b a abc ---=(3)=222111c b a c b a 222222cb ba ac ab ca bc ---++))()((a c c b b a ---=(4)yx y x x y x y yx y x +++yx y x y x yx y y x x )()()(+++++=333)(x y x y -+-- 33322333)(3x y x x y y x y y x xy ------+= )(233y x +-=2.按自然数从小到大为标准次序,求下列各排列的逆序数:(1)1 2 3 4;(2)4 1 3 2;(3)3 4 2 1;(4)2 4 1 3;(5)1 3 … )12(-n 2 4 … )2(n ;(6)1 3 … )12(-n )2(n )22(-n … 2.解(1)逆序数为0(2)逆序数为4:4 1,4 3,4 2,3 2 (3)逆序数为5:3 2,3 1,4 2,4 1,2 1 (4)逆序数为3:2 1,4 1,4 3 (5)逆序数为2)1(-n n : 3 2 1个 5 2,5 4 2个 7 2,7 4,7 6 3个……………… …)12(-n 2,)12(-n 4,)12(-n 6,…,)12(-n )22(-n )1(-n 个(6)逆序数为)1(-n n3 2 1个 5 2,54 2个……………… …)12(-n 2,)12(-n 4,)12(-n 6,…,)12(-n )22(-n )1(-n 个4 2 1个 6 2,6 4 2个……………… …)2(n 2,)2(n 4,)2(n 6,…,)2(n )22(-n )1(-n 个3.写出四阶行列式中含有因子2311a a 的项.解由定义知,四阶行列式的一般项为43214321)1(p p p p t a a a a -,其中t 为4321p p p p 的逆序数.由于3,121==p p 已固定,4321p p p p 只能形如13□□,即1324或1342.对应的t 分别为10100=+++或22000=+++∴44322311a a a a -和42342311a a a a 为所求.4.计算下列各行列式:(1)7110025*********4;(2)-265232112131412;(3)---ef cf bf de cd bd ae ac ab ;(4)---d c b a100110011001解(1)7110025102021421434327c c c c --0100142310202110214---=34)1(143102211014+-?---=143102211014-- 321132c c c c ++1417172001099-=0(2)2605232112131412-24c c -2605032122130412-24r r -0412032122130412- 14r r -0000032122130412-=0(3)ef cf bf de cd bd ae ac ab ---=e c b e c b e c b adf ---=1 11111111---adfbce =abcdef 4(4)d c b a 100110011001---21ar r +dc b a ab 100110011010---+=12)1)(1(+--dc a ab 10111--+23dc c +010111-+-+cd c ada ab =23)1)(1(+--cdadab +-+111=1++++ad cd ab abcd5.证明: (1)1112222b b a a b ab a +=3)(b a -; (2)bz ay by ax bx az by ax bx az bz ay bx az bz ay by ax +++++++++=y x z x z y z y x b a )(3 3+;(3)0)3()2()1()3()2()1()3()2()1()3()2()1(2222222222222222=++++++++++++d d d d c c c c b b b b a a a a ;(4)444422221111d c b a d c b a d c b a ))()()()((d b c b d a c a b a -----=))((d c b a d c +++-?;(5)1221100000100001a x a a a a x x x n n n +-----n n n n a x a x a x ++++=--111 . 证明(1)00122222221312a b a b a a b a ab a c c c c ------=左边a b a b a b a ab 22) 1(22213-----=+21))((a b a a b a b +--= 右边=-=3)(b a(2)bz ay by ax z by ax bx az y bx az bz ay x a ++++++分开按第一列左边bzay by ax x by ax bx az z bxaz bz ay y b +++++++ ++++++002y by ax z x bx az y z bz ay x a 分别再分bz ay y x by ax x z bx az z y b +++zy x y x z xz y b y x z x z y z y x a 33+分别再分右边=-+=233)1(yx z x z y zy x b y x z x z y z y x a(3) 2222222222222222)3()2()12()3()2()12()3()2()12()3()2()12(+++++++++++++++ +=d d d d d c c c c c b b b b b a a a a a 左边964412964412964412964412241312++++++++++++---d d d d c c c c b b b b a a a a c c c c c c 964496449644964422222++++++++d d d d c c c c b b b b a a a a 分成二项按第二列964419644196441964412222+++++++++d d d c c c b b b a a a949494949464222224232423d d c c b b a a c c c c c c c c ----第二项第一项06416416416412222=+dd d c c c bb b a a a (4) 444444422222220001ad a c a b a ad a c a b a a d a c a b a ---------=左边=)()()(222222222222222a d d a c c a b b a d a c a b ad a c a b --------- =)11))()((222a d d a c c a b b a d a c ab a d ac a b ++++++--- =?---))()((ad a c a b )()()()()(00122222a b b a d d a b b a c c a b b bd b c a b +-++-++--+ =?-----))()()()((b d b c a d a c a b )()()()(112222b d a b bd d b c a b bc c ++++++++=))()()()((d b c b d a c a b a -----))((d c b a d c +++-(5) 用数学归纳法证明.,1,2212122命题成立时当a x a x a x a x D n ++=+-==假设对于)1(-n 阶行列式命题成立,即,122111-----++++=n n n n n a x a x a x D:1列展开按第则n D1110010001)1(11----+=+-x xa xD D n n n n 右边=+=-n n a xD 1 所以,对于n 阶行列式命题成立.6.设n 阶行列式)det(ij a D =,把D 上下翻转、或逆时针旋转 90、或依副对角线翻转,依次得n nn n a a a a D 11111 =, 11112n nn n a a a a D = ,11113a a a a D n nnn =,证明D D D D D n n =-==-32)1(21,)1(.证明 )det(ij a D =nnnn nn n nn n a a a a a a a a a a D 2211111111111)1(--==∴ =--=--nnn n nnn n a a a a a a a a 331122111121)1()1( nnn n n n a a a a 111121)1()1()1(---=--D D n n n n 2)1()1()2(21)1()1(--+-+++-=-= 同理可证nnn n n n a a a a D 11112)1(2)1(--=D D n n Tn n 2)1(2)1()1()1(---=-= D D D D D n n n n n n n n =-=--=-=----)1(2)1(2)1(22)1(3)1()1()1()1(7.计算下列各行列式(阶行列式为k D k ):(1)aaD n 11=,其中对角线上元素都是a ,未写出的元素都是0;(2)xa a ax aa a x D n =; (3) 1111)()1()()1(1111n a a a n a a a n a a a D n n n nn n n ------=---+; 提示:利用范德蒙德行列式的结果. (4) n nn nn d c d c b a b a D000011112=; (5)j i a a D ij ij n -==其中),det(;(6)nn a a a D +++=11111111121 ,021≠n a a a 其中.解(1) aa a a a D n 000100000000 00001000 =按最后一行展开)1()1(1000000000010000)1(-?-+-n n n aa a)1)(1(2)1(--?-+n n n a a a(再按第一行展开)n n n nn a a a+-?-=--+)2)(2(1)1()1(2--=n n a a )1(22-=-a a n(2)将第一行乘)1(-分别加到其余各行,得ax x a ax x a a x x a aa a x D n ------=0000000 再将各列都加到第一列上,得ax ax a x aaa a n x D n ----+=000000000)1( )(])1([1a x a n x n --+=- (3) 从第1+n 行开始,第1+n 行经过n 次相邻对换,换到第1行,第n 行经)1(-n 次对换换到第2行…,经2)1(1)1(+=++-+n n n n 次行交换,得 nnn n n n n n n n a a a n a a a n a a aD )()1()()1(1111)1(1112)1(1-------=---++此行列式为范德蒙德行列式∏≥>≥++++--+--=112)1(1)]1()1[()1(j i n n n n j a i a D∏∏≥>≥+++-++≥>≥++-?-?-=---=111)1(2)1(112)1()][()1()1()]([)1(j i n n n n n j i n n n j i j i∏≥>≥+-=11)(j i n j i(4) nnn d c d c b a b a D 011112=nn n n n nd d c d c b a b a a 0000000011111111----展开按第一行0000)1(1111111112c d c d c b a b a b nn n n n nn ----+-+2222 ---n n n n n n D c b D d a 都按最后一行展开由此得递推公式:222)(--=n n n n n n D c b d a D即∏=-=ni i i iin D c b d22)(而 111111112c b d a d c b a D -==得∏=-=ni i i i i n c b d a D 12)((5)j i a ij -=432140123310122210113210)det( --------==n n n n n n n n a D ij n ,3221r r r r --0 432111111111111111111111 --------------n n n n ,,141312c c c c c c +++152423210222102210002100001---------------n n n n n =212)1()1(----n n n (6)nn a a D a +++=11111111121 ,,433221c c c c c c ---n n n n a a a a a a a a a a +-------100 00100010000100010001000011433221展开(由下往上)按最后一列))(1(121-+n n a a a a nn n a a a a a a a a a --------000 00000000000000000000000022433221 nn n a a a a a a a a ----+--000000000000000001133221 ++ nn n a a a a a a a a -------000000000000000001143322n n n n n n a a a a a a a a a a a a 322321121))(1(++++=--- )11)((121∑=+=ni in a a a a8.用克莱姆法则解下列方程组:=+++-=----=+-+=+++;01123,2532,242,5)1(4321432143214321x x x x x x x x x x x x x x x x=+=++=++=++=+.15,065,065,065,165)2(545434323212 1x x x x x x x x x x x x x上一页下一页。
线性代数教材答案

第二章 习题2-24.123412341234()123400100100(1)(1)00011000N j j j j j j j j j j j j a a a a =-∑ 求出代数式中的非零项,一般项为12341234j j j j a a a a ,只有当12343,2,4,1j j j j ====时,123412340j j j j a a a a ≠,所以123412341234()(3241)123400100100(1)(1)1111100011000N j j j j N j j j j j j j j a a a a =-=-⨯⨯⨯=∑。
1234123412341111()123422220000(2)(1)000N j j j j j j j j j j j j a b c d a a a a a b c d =-∑,对一般项12341234j j j j a a a a 只有当12341,2,3,4j j j j ====或者12341,4,3,2;j j j j ====或者12343,2,1,4;j j j j ====或者12343,4,1,2j j j j ====时,123412340j j j j a a a a ≠,所以1111(1234)(3214)1122112222220000(1)(1)000N N a b c d a c b d b c a d a b c d =-+- (1432)(3412)11221122(1)(1)N N a d b c b d a c +-+-=1122a c b d -1122b c a d +1122a d b c -1122b d a c121212(1)()((1)21)21200010020(3)(1) (1)12(1)!0100000n n nn n N j j j N n n j j nj j j j a a a n n n n --=-=-⨯⨯⨯=--∑12345123451234511121314152122232425()31321234541425152(4)000(1)0000N j j j j j j j j j j j j j j j a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a =-∑.找非零项。
北大版-线性代数部分课后答案详解

2•用行列式的泄义证明习题1.2:如如如如1 •写岀四阶行列式中幻I'2勺3"24含有因子的项“3】a 32 a 33a 34«41勺 2«43仙解:由行列式的泄义可知,第三行只能从@2、中选,第四行只能从厲2、中选,所 以所有的组合只有(-l )f (,324)如给角2知或(-1)"网 a H a 23a 34a 42,即含有因子勺]“23的项为一如吹32% 和 a H a 23a 34a 42证明:第五行只有取他「山2整个因式才能有可能不为°,同理,第四行取“42,第三 行取①I 、©2,由于每一列只能取一个,则在第三第四第五行中,必有一行只能取0 •以第 五行为参考,含有的因式必含有0,同理,含有的因式也必含有0“故所有因式都为0 •原命题得证・。
3 •求下列行列式的值:0 1 0♦ • ♦0 •… 0 1 00 02 ♦ • 00 ... 2 0 0(1)■ ■ ■ ■■ ;(2)• • ■ • • •0 00 • • ”一〃 一 1 0 0 0n 0 0 • •• 00 …0 H0 1 0 ♦ • • 00 2• • • 0解:(1) ■ ■ ■■ ■ ■ ■■ ■/lX r(234...nl)=("1)Ix2x3x--•xn =(-1)*"1 n\0 0 ・•・//-In 0 0 • • • 0a 2l0 01 0 0 ■ …2 • •0 ■ 0 ■■ ”一• • …0 • 0 ■0 0 00 n=(-1)侶心5)» B= 如■ •“22 ■■f 1-n…5少…如尸■5肝・・・a nn证明:A=BoE (T 严•”%叫2…%沪Wi"叫z (T 严%%…讣A 叩2・・%和巾 时2 ••叭和巾命题得证。
5•证明:如下2007阶行列式不等于61 2 …2006 200722 32 …20072 2OO82 D=33 • 43 • …20083 • • 20083■• ■■ •• • • •■ ■证明:最后一行元素,除去2007*”是奇数以外,其余都是偶数,故含2008^7的因式也都 是偶数。
线性代数第五章课后习题与解答

第五章课后习题及解答1. 求下列矩阵的特征值和特征向量:2 3(1);3 12 3 2解:I A3 7 0,313373 37 ,12221I A 37 2 3 1 1 3 372 1 0 1 37 6, T所以, ( 1I A)x 0 的基础解系为: (6,1 37) .T因此, A 的属于 1 的所有特征向量为: k 1( 6,1 37) (k 1 0).2I A1 337 211 3731 6372,T所以, ( 2 I A)x 0 的基础解系为: (6,1 37) .T A的属于 2 的所有特征向量为:k2 (6,1 37) (k2 0).因此,3 1 1(2) 2 0 1 ;1 1 23 1 1解:I A 2 1 ( 1)( 22)1 1 2所以,特征值为: 1 1(单根), 2 2 (二重根)2 1 1 1 0 01I A 2 1 1 0 1 11 1 1 0 0 0T 所以,( 1I A)x 0 的基础解系为:( 0,1,1) .TA的属于 1 的所有特征向量为:k1( 0,1,1) (k1 0).因此,1 1 1 1 1 02 I A 2 2 1 0 0 11 1 0 0 0 0T 所以,( ) 02 I A x 的基础解系为:(1,1,0 ).T 因此,A的属于 2 的所有特征向量为:k2(1,1,0) (k2 0).20 0 (3) 111 ;1 1 320 0 解: IA 1 1 1 (32)113所以,特征值为:12 (三重根 )0 0 1 1 11I A 1 1 1 0 0 0 1 11T T所以, ( 1I A)x 0 的基础解系为: (1,1, 0) ,( 1,0 ,1) .因此, A 的属于 1 的所有特征向量为:Tk Tk 1(1,1, 0 )2( 1,0,1) ( k 1, k 2 为不全为零的任 意常数 )。
1 2 3 4 0 1 2 3 (4);0 0 1 2 0 0 0 112 3 4解: I A0 0 0 1 2 1 3 2 ( 1)40 0 0 1所以,特征值为:11(四重根 )0 2 3 41I A 02320 0 0 0T所以,( 1I A) x 0的基础解系为:(1, 0, 0,0) .因此,A的属于1的所有特征向量为:Tk1(1, 0, 0,0 )( k1 0 ) 4 5 2(5) 2 2 1 ;1 1 14 5 2解:I A 2 2 1 ( 31)1 1 1所以,特征值为: 1 1(三重根)3 5 2 1 0 11I A 2 3 1 0 1 11 1 0 0 0 0T 所以,( 1I A)x 0 的基础解系为:( 1,1,1) .因此,A的属于 1 的所有特征向量为:Tk1( 1,1,1) ( k1 0 )2 2 0 (6) 2 1 2 ;0 2 02 2 0解:( 1)( 4)( 2)I A 2 1 20 2所以,特征值为: 1 1(单根), 2 4 (单根), 3 2(单根),1 2 0 1 0 11I A 20 2 0 2 10 2 1 0 0 0T所以,( 1I A)x 0 的基础解系为:( 2, 1,2 ).因此,A的属于 1 的所有特征向量为:Tk1( 2, 1,2) ( k1 0 )2 2 0 1 0 22I A 2 3 2 0 1 20 2 4 0 0 0T 所以,( 2 I A)x 0的基础解系为:(2, 2 ,1) .因此,A的属于 2 的所有特征向量为:Tk2(2, 2,1) ( k2 0 )4 2 0 2 0 12 3 2 0 1 13 I A0 2 2 0 0 0T 所以,( 3I A) x 0的基础解系为:(1,2,2) .因此,A的属于 3 的所有特征向量为:Tk3(1,2,2) ( k3 0 )7 4 12. 已知矩阵A 4 7 1的特征值 1 3 (二重), 2 12 , 求x的值,并求其特征4 4 x向量。
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线性代数习题及答案(北京邮电大学出版社 戴斌祥主)编习题一 (A 类)1. 求下列各排列的逆序数.(1) 341782659; (2) 987654321; (3) n (n 1)...321; (4) 13 (2)1)(2n )(2n2)…2.【解】(1) τ(341782659)=11; (2) τ(987654321)=36; (3) τ(n (n1)…3·2·1)= 0+1+2 +…+(n1)=(1)2n n ; (4) τ(13…(2n 1)(2n )(2n2)…2)=0+1+…+(n1)+(n1)+(n2)+…+1+0=n (n1).2. 求出j ,k 使9级排列24j157k98为偶排列。
解:由排列为9级排列,所以j,k 只能为3、6.由2排首位,逆序为0,4的逆序数为0,1的逆序数为3,7的逆序数为0,9的为0,8的为1.由0+0+3+0+1=4,为偶数.若j=3,k=6,则j 的逆序为1,5的逆序数为0,k 的为1,符合题意;若j=6,k=3,则j 的逆序为0,5的逆序数为1,k 的为4,不符合题意.所以j=3、k=6.3. 写出4阶行列式中含有因子2234a a 的项。
解:D 4=1234()11223344(1)j j j j j j j j a a a a τ-由题意有:232,4.j j ==故1234141243243241j j j j j j ⎧==⎨⎩D 4中含的2234a a 项为:(1243)(3241)1122344313223441(1)(1)a a a a a a a a ττ-+-即为:1122344313223441a a a a a a a a -+4. 在6阶行列式中,下列各项应带什么符号? (1)233142561465a a a a a a ;解:233142561465142331425665a a a a a a a a a a a a = 因为(431265)6τ=,(431265)6(1)(1)1τ-=-=所以该项带正号。
(2)324314516625a a a a a a解:324314516625142532435166a a a a a a a a a a a a = 因为(452316)8τ=,(452316)8(1)(1)1τ-=-=所以该项带正号。
5. 用定义计算下列各行列式.(1)0200001030000004; (2)1230002030450001. (3)01000020001000n n -【解】(1) D =(1)τ(2314)4!=24; (2) D =12.(3)由题意知:12231,,11210n nn ij a a a n a n a -=⎧⎪=⎪⎪⎪⎨=-⎪⎪=⎪=⎪⎩其余所以12()112233(2341)1223341,111(1)(1)(1)123(1)(231)1(1)!n j j j n j j j njn n n n n n n D a a a a a a a a a n n n n n τττ---=-=-=-⋅⋅⋅⋅⋅-⋅=-=-⋅6. 计算下列各行列式.(1)2141312112325062-----; (2) abac ae bdcdde bfcfef-------; (3)10011001101a b c d ---; (4)1234234134124123.【解】(1) 125062312101232562r r D+---=--;(2) 1114111111D abcdef abcdef --==------;21011111(3)(1)111011001011;b c D a a b cd c c d d dd abcd ab ad cd --⎡--⎤=+-=+++--⎢⎥⎣⎦=++++ 321221133142144121023410234102341034101130113(4)160.1041202220044101231114r r c c r r c c r r r r c c r r D -+-+-++---====-------7. 证明下列各式.(1) 22322()111a ab b a a b b a b +=-;(2)2222222222222222(1)(2)(3)(1)(2)(3)0(1)(2)(3)(1)(2)(3)a a a a b b b b c c c c d d d d ++++++=++++++;(3) 232232232111()111a a a a bb ab bc ca b b c c c c =++ (4) 2000()000n n a ba b D ad bc c d cd==-; (5)121111111111111nni i i i na a a a a ==++⎛⎫=+ ⎪⎝⎭+∑∏. 【证明】(1)1323223()()()2()2001()()()()()2()21c c c c a b a b b a b b a b a b b a b a b b a b a b b a b a b a b a b--+--=--+--+==-=-=--左端右端.(2) 32213142412222-2-2232221446921262144692126021446921262144692126c c c c c c c c c c a a a a a a b b b b b b c c c c c cd d d d d d ---++++++++====++++++++左端右端. (3) 首先考虑4阶范德蒙行列式:2323232311()()()()()()()(*)11x x x a a a f x x a x b x c a b a c b c b b b c c c ==------从上面的4阶范德蒙行列式知,多项式f (x )的x 的系数为2221()()()()(),11a a ab bc ac a b a c b c ab bc ac b b cc ++---=++但对(*)式右端行列式按第一行展开知x 的系数为两者应相等,故231123231(1),11a a b b c c +- (4) 对D 2n 按第一行展开,得22(1)2(1)2(1)000000(),n n n n ab aba ba bD abc dc dc d c d d c ad D bc D ad bc D ---=-=⋅-⋅=-据此递推下去,可得222(1)2(2)112()()()()()()n n n n n nD ad bc D ad bc D ad bc D ad bc ad bc ad bc ----=-=-==-=--=- 2().n n D ad bc ∴=-(5) 对行列式的阶数n 用数学归纳法.当n =2时,可直接验算结论成立,假定对这样的n 1阶行列式结论成立,进而证明阶数为n 时结论也成立.按D n 的最后一列,把D n 拆成两个n 阶行列式相加:112211211111011111110111111101111111.n n nn n n a a a a D a a a a a a D ---++++=++=+但由归纳假设11121111,n n n i i D a a a a ---=⎛⎫+= ⎪⎝⎭∑ 从而有11211211121111111111.n n n n n i i n n nn n i i i i i i D a a aa a a a a a a a a a a a ---=-===⎛⎫+=+ ⎪⎝⎭⎛⎫⎛⎫++== ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭∑∑∑∏8. 计算下列n 阶行列式.(1) 111111n x xD x=(2) 122222222232222n D n=;(3)0000000000n x y x y D x y y x=. (4)2100012100012000002100012n D =.【解】(1) 各行都加到第一行,再从第一行提出x +(n1),得11111[(1)],11n x D x n x =+-将第一行乘(1)后分别加到其余各行,得1111110[(1)](1)(1).01n n xDx n x n x x --=+-=+---(2) 213111222210000101001002010002n r r n r r r r D n ---=-按第二行展开222201002(2)!.00200002n n =---(3) 行列式按第一列展开后,得1(1)(1)(1)10000000000000(1)0000000(1)(1).n n n n n n n n xy y x y x y D xy x y x y yxx yx x y y x y +-+-+=+-=⋅+⋅-⋅=+-(4) 210002000001000121001210012100012000120001200000210002100021000120001200012n D ==+122n n D D --=-.即有 112211n n n n D D D D D D ----=-==-=由 ()()()112211n n n n D D D D D D n ----+-++-=- 得11,121n n D D n D n n -=-=-+=+. 9. 计算n 阶行列式.121212111n n n na a a a a a D a a a ++=+【解】各列都加到第一列,再从第一列提出11nii a=+∑,得232323123111111,11n nnn i n i na a a a a a D a a a a a a a =+⎛⎫=++ ⎪⎝⎭+∑ 将第一行乘(1)后加到其余各行,得23111010011.001001nnnn i i i i a a a D a a ==⎛⎫=+=+ ⎪⎝⎭∑∑10. 计算n 阶行列式(其中0,1,2,,i a i n ≠=).1111123222211223322221122331111123n n n n n n n n n n nn n n n n n nn n n n na a a a ab a b a b a b D a b a b a b a b b b b b ----------------=.【解】行列式的各列提取因子1(1,2,,)n j a j n -=,然后应用范德蒙行列式. 3121232222312112123111131212311211111()().n nn n n n n n n n n n n j i n n j i n ij b b b b a a a a b b b b D a a a a a a a b b b b a a a a b b a a a a a ------≤<≤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎛⎫-= ⎪⎝⎭∏11. 已知4阶行列式D 中第3列元素依次为-1,2,0,1,它们的余子式依次为8,7,2,10,求行列式D 的值。